Антисептик для защиты целлюлозосодержащих материалов

Изобретение относится к антисептическим препаратам, предназначенным для биохимической защиты целлюлозосодержащих материалов, в частности древесины, от грибов синевы и плесени в период транспортировки и сушки, а также для временной защиты от дереворазрушающих грибов в условиях периодически проходящего увлажнения. Антисептик на основе соединений четвертичного азота в качестве активного компонента содержит 1,1-диметил-1-алкилгидразиний хлориды формулы (I). Рабочий раствор антисептика содержит не менее 0,5% масс. активного компонента. Антисептик обладает высокой степенью активности, эффективен одновременно против грибов синевы и плесени и дереворазрушающих грибов.

где R=н-алифатический радикал (С₁₂-С₁₄). 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к антисептическим препаратам, предназначенным для биохимической защиты целлюлозосодержащих материалов, в частности древесины, от грибов синевы и плесени в период транспортировки и сушки, а также для временной защиты от дереворазрушающих грибов в условиях периодически проходящего увлажнения.

Известны соли плавиковой кислоты (NaF, NH₄F и др.), широко используемые для временной защиты древесины от дереворазрушающих грибов [1, 2]. Однако они весьма токсичны (I класс опасности) и не эффективны против деревоокрашивающих грибов.

Известны также многочисленные композиции антисептиков, содержащие соли четвертичного азота (аммония) общей формулы [R¹R²NR³R⁴]X (ЧАС) [2]. В них ЧАС проявляют активность против деревоокрашивающих грибов, а сопутствующие компоненты либо усиливают эти свойства, либо улучшают поглощение ЧАС древесиной. Однако эти композиции не используют для временной защиты древесины от дереворазрушающих грибов. Кроме того, они, как правило, обладают выраженным кожно-раздражающим действием.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению является композиция, содержащая % масс.: Na₂CO₃ 54,0-57,0; Nа₃РO₄ 12,0-14,0; Н₃ВО₃ 5,0-6,0, алкил(C₈-C₁₈)бензиламмоний хлорид - 24,0-26,0 [3]. Этот антисептик предложен для защиты от грибов синевы и плесени. Основным активным ингредиентом в нем является ЧАС “Биомин” структурной формулы (I)

,

где R=н-алкилы (С₈-С₁₈).

Композиция относится к III классу опасности.

Недостатком данного антисептика является многокомпонентность. Кроме того, он не используется для временной защиты древесины от дереворазрушающих грибов, а его активность по отношению к грибам синевы и плесени относительна низка (1,2-1,8% масс. по основному компоненту “Биомину”).

Задачей настоящего изобретения является разработка антисептика, пригодного для защиты целлюлозосодержащих материалов одновременно от грибов синевы и плесени в период транспортировки и сушки и дереворазрушающих грибов в условиях периодически проходящего увлажнения, с более высокой активностью и простого по составу.

Для решения поставленной задачи предлагается антисептик для защиты целлюлозосодержащих материалов на основе соединений четвертичного азота, который в качестве активного компонента содержит 1,1-диметил-1-алкилгидразиний хлориды структурной формулы (II)

,

где R=н-алифатический радикал (C₁₂-C₁₄)

Антисептик содержит не менее 0,5% масс. активного компонента в рабочем растворе.

Общим у заявляемого решения и прототипа является то, что активными компонентами являются ониевые соединения, содержащие соль четвертичного азота. Отличительным от прототипа признаком является то, что в качестве соединений, содержащих соль четвертичного азота, в нем использованы хлориды 1,1-диметил-1-алкил(С₁₂-С₁₄)гидразиния. Выбор обусловлен тем, что в гомологическом ряду реагентов с радикалами С₁₀-С₁₈ эти соединения обладают максимальной поверхностной активностью, что обеспечивает оптимум практических свойств, в частности, фунгицидных.

Благодаря наличию сильных поверхностно-активных свойств предлагаемый антисептик хорошо поглощается древесиной. Он высокоэффективен одновременно против грибов синевы и плесени в период транспортировки и сушки и против дереворазрушающих грибов в условиях периодически проходящего увлажнения. Кроме того, его действие основано на одном активном компоненте и не требует использования дополнительных ингредиентов для усиления эффекта.

Для изготовления рабочего раствора антисептика использовали готовый продукт ЧГС-1214 [4], который представляет из себя техническую смесь, содержащую производные с радикалами С₁₂Н₂₅ и C₁₄H₂₉ в виде концентрированного 25-30% водного раствора.

Эффективность антисептика по отношению к дереворазрушающим грибам оценивали по вероятностному методу [1] по показателю сохранности образцов древесины (комнатно-сухая заболонь лесной сосны; влажность 15%, d~0,42 г/см³), предварительно пропитанных антисептиком и затем помещенных на 15 суток на культуру дереворазрушающего пленчатого домового гриба Coniophora cerebella. Содержание антисептика в древесине составляло 1,0-16,8 г/кг (0,4-7 г/дм³) при рабочей концентрации активного компонента, равной (0,062-1,0) % масс. Результаты испытаний представлены в таблице.

Из таблицы следует, что 100% сохранность образцов наблюдалась при содержании антисептика в древесине 0,42% и выше (№1-3) и использовании антисептика в концентрации 1,0-0,25%. При меньшем чем 0,42% содержании антисептика наблюдалось обрастание образцов от умеренного до сильного и потеря механической прочности образцов древесины.

Эффективность антисептика по отношению к деревоокрашивающим грибам оценивали также по вероятностному методу [1] на образцах свежей заболонной сосны, выдержанных в растворе антисептика в течение 5 мин, через 30 суток на фоне, созданном окрашивающими грибами рода Ophiostoma coeruleum. Установлено, что в этих условиях сохранность обработанных образцов сосны составила 100% при концентрациях антисептика 0,5-2,0% масс. и 90% при концентрации 0,25%. Таким образом, расход антисептика (по активному компоненту - соединению четвертичного азота) оказался примерно в 2,5-4 раза ниже, чем у прототипа.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. По десять подготовленных образцов 5×5×1 мм из заболони сосны были пропитаны 0,25% и 0,125% водными растворами антисептика. Образцы были помещены на 15 суток в колбы на подготовленный “газон” из пленчатого домового гриба Coniophora cerebella. Затем образцы были извлечены и определена эффективность антисептика по степени обрастания образцов и разрушению древесины. Образцы, пропитанные 0,25%-ным раствором, не имели обрастания и разрушения; пропитанные 0,125%-ным раствором имели умеренную степень обрастания. Один образец потерял механическую прочность (разрушился при сдавливании пальцами).

Пример 2. По десять подготовленных образцов 5×5×1 мм из свежей заболони сосны были выдержаны в течение 5 мин в 0,5 и 0,25% растворах антисептика. Затем пропитанные и контрольные образцы были помещены в однолитровые конические колбы на “газон” из деревоокрашивающих грибов рода Ophiostoma coeruleum. Через 30 суток образцы осматривали. В образцах, пропитанных 0,5% раствором антисептика, поврежденных грибом не было. В пропитанных 0,25% раствором один образец имел слабое повреждение. Все контрольные образцы были повреждены (сильно окрашены).

Пример 3. Образцы свежей заболони древесины сосны размером 200×400×30 мм были выдержаны в течение 5 мин в 2% растворе антисептика. Инфекционный фон был создан из свежих подгорбыльных широких досок сосны, сильно зараженных в течение лета окрашивающими грибами рода Ophiostoma coeruleum. Опытные и контрольные образцы размещали между досками, сильно пораженными грибами, укрывали пленкой и выдерживали 30 суток. Контрольные образцы были сильно и глубоко поражены синевой. Обработанные были чистыми, не имели грибного поражения.

Преимущества заявляемого антисептика

1. Защита целлюлозосодержащих материалов одновременно от грибов синевы и плесени в период транспортировки и сушки и против дереворазрушающих грибов в условиях периодически проходящего увлажнения.

2. Достижение хороших результатов при наличии только одного активного компонента без добавки дополнительных ингредиентов для усиления эффекта.

3. Более высокая, по сравнению с прототипом, активность, что дает возможность использовать меньшие концентрации активного компонента и уменьшает расход антисептика.

Таблица Защитные свойства заявляемого антисептика против пленчатого домового гриба
№	Рабочая концентрация раствора антисептика, % масс.	Поглощено раствора антисептика древесиной, % масс.	Содержание антисептика на исходную древесину, % масс.	Сохранность образцов древесины, %
1	1,0	168	1,68	100
2	0,5	163	0,81	100
3	0,25	170	0,42	100
4	0,125	167	0,21	90
5	0,062	169	0,1	50

Источники информации

1. Беленков Д.А. Вероятностный метод исследования антисептиков для древесины. - Свердловск.: Изд-во УГТУ, 1991. - 176 с.

2. Варфоломеев Ю.А. Обеспечение долговечности изделий из древесины. - М.: ИЧП Ассоль, 1991. - 283 с.

3. RU 2075382 С1 В 27 К 3/52. Антисептик для защиты целлюлозосодержащих материалов // Изобретения (Заявки и патенты). - 1997. - №8. - с.145.

4. ТУ 2400-050-04806898-96. Продукт ЧГС-1214.

1. Антисептик для защиты целлюлозосодержащих материалов на основе соединений четвертичного азота, отличающийся тем, что в качестве активного компонента он содержит 1,1-диметил-1-алкилгидразиний хлориды общей формулы

где R= н-алифатический радикал (C₁₂-C₁₄).

2. Антисептик по п.1, отличающийся тем, что он содержит не менее 0,5 мас.% активного компонента в рабочем растворе.